Metsätieteen aikakauskirja
t u t k i m u s a r t i k k e l i
Kari Kannisto ja Henrik Heräjärvi
Rauduskoivun pystykarsinta oksa- saksilla – vaikutus puun laatuun ja taloudelliseen tuottoon
Kannisto, K. & Heräjärvi, H. 2006. Rauduskoivun pystykarsinta oksasaksilla – vaikutus puun laatuun ja taloudelliseen tuottoon. Metsätieteen aikakauskirja 4/2006: 491–505.
Tutkimuksen tavoitteena oli määrittää ohileikkaavilla oksasaksilla tehtävän rauduskoivun pystykar- sinnan aiheuttamien väri- ja lahovikojen määrää ja analysoida esimerkkilaskelmin pystykarsintatyön kannattavuutta metsänomistajan ja koivutukkia käyttävän teollisuuden kannalta. Tutkimuksen ai- neistona käytettiin kolmea pystykarsittua metsikköä sekä kolmea näitä ominaisuuksiltaan vastaavaa pystykarsimatonta vertailumetsikköä Vammalasta, Jämsänkoskelta ja Keiteleeltä. Kannattavuutta tutkittiin empiirisen aineiston perusteella saatujen tulosten laskennallisena sovelluksena. Kan- nattavuuden tunnuslukuina olivat investoinnin nettonykyarvo ja sisäinen korkokanta. Mittaukset osoittivat aineistossa olleen vähemmän väri- ja lahovikoja kuin aiemmissa tutkimuksissa, joissa karsintavälineenä on käytetty oksasahaa. Alle 20 mm:n läpimittaisten oksien karsinnan aiheuttama värivikaantumisriski oli vähäinen. Rauduskoivun kasvu ei taannu elävienkään oksien karsinnan seu- rauksena, jos elävää latvusta säilytetään suositellut 50 % puun pituudesta. Pystykarsinta parantaa tyvitukkien laatua ja lisää esimerkkilaskelmien perusteella päätehakkuun kantorahatuloja. Ulko- puolisellakin työvoimalla tehdylle pystykarsintasijoitukselle voi saada 5–6 %:n sisäisen koron. Myös vaneri- ja viiluteollisuuden kannattaa maksaa keskimääräistä korkeampaa hintaa pystykarsituista koivikoista. Pystykarsinta lisää tyvitukeista saatavan viilun arvoa n. 20–30 prosentilla.
Asiasanat: kyljestyminen, oksat, pystykarsinta, rauduskoivu, sahaus, sorvaus, vaneri, viilu, väriviat Yhteystiedot: Metsäntutkimuslaitos, Joensuun toimintayksikkö, PL 68, 80101 Joensuu. Sähköposti henrik.herajarvi@metla.fi
Hyväksytty 31.10.2006 Kari Kannisto
Henrik Heräjärvi
1 Johdanto
R
auduskoivu on tärkein Suomessa viljeltävä leh- tipuulaji. Viljelyrauduskoivikoiden pinta-ala on kasvanut 1970-luvulta lähtien, ja tällä hetkellä niitä on yli 200 000 ha (Peltola 2005). Lisäksi rauduskoi- vu on uudistunut laajoille alueille luontaisesti sekä sekapuuna havupuiden joukkoon että koivuvaltai- sina metsinä. Yksi viljelykoivikoiden ongelma on harvan kasvatustiheyden ja viljavan kasvupaikan ai- heuttama oksikkuus. Tyvitukin oksat ehtivät kasvaa paksuiksi ennen kuin kuolevat. Paksujen kuolleiden oksien karsiutuminen ja kyljestyminen voi kestää kymmeniä vuosia (esim. Vuokila 1976, Heräjärvi 2002, Mäkinen 2002, Mäkinen ym. 2003).Koivuja on pystykarsittu runkopuun laadun pa- rantamiseksi Suomessa jo 1930- ja 1940-luvuilla.
Tuolloin koivulle suositeltiin kuivien oksien karsi- mista. Tutkimuksissa havaittiin kuitenkin karsinnan aiheuttaneen puihin myös lahovikoja. Vaihtelevien karsintatulosten johdosta Metsäntutkimuslaitos aloitti vuonna 1955 tutkimuksen koivun karsimisen aiheuttamista lahovioista, karsittujen oksien kyljes- tymisestä ja karsinnan vaikutuksesta puun laatuun ja arvoon (Heiskanen 1958). Vaikka tutkimuksen tulokset osoittivatkin karsimisen nostaneen koivun arvoa vanerin raaka-aineena, koivun kasvatukselle 1950-luvun lopulla kielteinen ilmapiiri johti laatu- kasvatuksen laiminlyöntiin (Heiskanen 1958, 1964, Kärkkäinen 1984).
Heiskasen (1958, 1964) tutkimusten jälkeen koivun pystykarsinnan vaikutuksia puun terveydentilaan ja laatuun ovat tutkineet Vuokila (1976) ja Verkasalo ja Rintala (1998). Tulokset ovat olleet pääpiirteiltään samansuuntaisia. Tutkimusten mukaan suositeltavin vuodenaika koivun pystykarsinnalle on keskikesällä, kesä- ja heinäkuussa, jolloin oksien kyljestyminen alkaa pian karsinnan jälkeen. Kevättalvella tehdyistä karsinnoista saadut tulokset ovat osin ristiriitaisia.
Kuolleiden oksien karsinnalla ei ole havaittu olevan vaikutusta puun terveyteen, mikäli se tehdään huolel- lisesti runkoa vahingoittamatta. Elävien oksien kar- sinnassa on tärkeätä valita puut, joissa on karsittavalla rungonosalla vain alle 20 mm:n läpimittaisia oksia.
Tätä suurempien oksien kyljestyminen on hidasta ja lahovian todennäköisyys kasvaa. Lisäksi suuriläpi- mittaisten oksien kyljestyessä puun sisään jää kuorta, joka näkyy puuaineessa ns. oksantappina.
Karsiminen suositellaan aloitettavaksi jo 70–
80 mm:n rinnankorkeusläpimitassa. Tällöin suurin osa oksaisesta sydänpuusta jää esim. viilua sorvat- taessa purilasosaan, ja saanto on pääosin oksatonta pintaviilua. Karsintakorkeudesta riippuen karsinta tehdään joko yhdessä tai kahdessa vaiheessa (Lap- pi-Seppälä 1934, Heiskanen 1958, 1964, 1966a, b, Vuokila 1976, 1982, Huuri ja Huuri 1987). Tällä on vaikutusta oksaisen sydänosan ja oksattoman pinta- puun välisiin tilavuussuhteisiin (kuva 1). Heiskasen (1964) mukaan karsittavan koivikon ominaisuuk- silla on suuri merkitys karsinnan kannattavuudelle.
Luontaisesti hyvin karsiutuneissa koivikoissa työ on joutuisaa, koska poistettavia oksia on vähän.
Heiskasen (1958, 1966b) koesorvauksiin perustu- neissa tutkimuksissa todettiin pystykarsinnan nos- taneen 20–25 vuotta aiemmin karsituista koivuista saadun viilun arvoa keskimäärin 45–60 % verrattu- na karsimattomista koivuista saadun viilun arvoon.
Koepuissa oli ollut karsinnan aiheuttamia lahovi- koja, jotka eivät olleet edenneet karsimisen jälkeen muodostuneeseen pintapuuhun. Heiskasen (1958) tutkimuksessa 43 % karsituista ja 35 % luontaisesti karsiutuneista oksista oli levittänyt lahovikaa oksaa ympäröivään runkopuuhun.
Heikinheimo (1953) havaitsi merkittäviä lahovi- koja koivun elävien oksien karsimisen jäljiltä. Yli sentin paksuisista, elävinä karsituista oksista 50 % oli levittänyt lahovikaa ympäröivään puuaineeseen.
Koepuut olivat kuitenkin hidaskasvuisia ja johtopää- tös oli, että vikoja olisi ollut vähemmän nopeakas- vuisemmissa puissa. Vuokilan (1960, 1966, 1976 ja 1982) karsintatutkimuksissa todettiin karsittujen oksien aiheuttamien väri- ja lahovikojen johtuvan koivulla suurimmaksi osaksi karsinnan yhteydessä syntyneistä kuorivaurioista tai erityisen suurikokois- ten oksien karsinnasta. Vuokila (1976) totesi, että huolella tehty pystykarsinta ei yleensä aiheuta koi- vun runkopuuhun arvoa alentavia vikoja. Havaitut viat olivat pienialaisia eivätkä edenneet karsimisen jälkeen muodostuneeseen pintapuuhun.
Verkasalo ja Rintala (1998) tutkivat karsinta-ajan ja lannoituksen vaikutusta rauduskoivun pystykar- sintavikojen esiintymistodennäköisyyteen ja leviä- miseen. Lannoituksella ei havaittu olevan yhteyttä vikoihin, ja riskittömimmäksi pystykarsinta-ajaksi todettiin kesä- ja heinäkuu. Lisäksi todettiin 46–70 prosentissa rungoista olleen karsinnan seuraukse-
na syntyneitä runkopuun arvoa alentavia vikoja.
Tutkimuksessa ei esitetty laskelmia rungon arvon muutoksista.
Kaikki havainnot viittaavat siihen, että karsiutu- neista tai karsituista oksista leviävät viat eivät etene pintapuuhun. Niinpä voidaankin olettaa, että karsit- tujen koivun tyvitukkien oksista levinneitä väriviko- ja on päätehakkuuiässä tilavuusosuutena vähemmän kuin luontaisesti karsiutuneissa puissa, joissa värivi- koja levittäviä oksantynkiä on myös lähempänä run- gon pintaa. Toisin sanoen oksainen ja värivikainen sydänlieriö on karsituissa puissa pienempi.
Aiempien karsintasuositusten mukaan koivua kar- sittaessa oksa on pitänyt katkaista mahdollisimman läheltä runkoa eli rungonmyötäisesti, rungon kuorta kuitenkaan vaurioittamatta. Tällä tavalla karsittaessa kuitenkin usein vahingoitetaan oksankaulusta oksan ja rungon liitoskohdassa. Oksankauluksen vaurioitet- tu elävä solukko ei kykene välittömästi aloittamaan kyljestämisprosessia ja infektioriski kasvaa. Niinpä olisikin edullisempaa jättää oksaan muutaman mil- limetrin tynkä ja välttää siten oksankauluksen tai runkopuun vaurioituminen. Rungon kuorivauriosta leviää lähes varmasti värivika runkopuuhun (Heis- kanen 1966a, Vuokila 1976, 1982, Hallaksela ja Niemistö 1997, 1998, Verkasalo ja Rintala 1998).
Oksattoman pintapuun osuus rungon tilavuudesta muodostuu karsituissa puissa karsimattomia puita suuremmaksi (Lakari 1920, Laitakari 1937, Heis- kanen 1958, 1966b). Elävien oksien pystykarsin-
nan on todettu parantavan myös puun runkomuotoa.
Karsitut puut ovat tasapaksumpia eli vähemmän ty- vekkäitä kuin karsimattomat puut (Heiskanen 1964, Sairanen 1985, Kärkkäinen 2003). Elävien oksien pystykarsinta vähentää myös tekniseltä laadultaan muuta runkopuuta heikomman nuorpuun osuutta rungon tilavuudesta (Kärkkäinen 2003). Alimmat elävät oksat ovat myös usein energiataloudeltaan negatiivisia eli niiden poistaminen ei heikennä puun kasvua.
Koivutukkia käyttävät vaneri-, saha- ja viiluteolli- suus. Viimemainittu hyväksyy vain järeät, suorat ja oksattomat tyvitukit, mutta maksaa niistä korkean hinnan. Kotimaisen käytön lisäksi viilutyvitukkeja viedään Keski-Eurooppaan, lähinnä Saksaan, mutta myös tuodaan Suomeen Venäjältä ja Baltian maista.
Yleisimpiä viilun käyttökohteita ovat huonekalut ja toimistokalusteet sekä ovien ja seinäverhousten la- kattavaksi tai kevyesti värjättäväksi tarkoitetut pin- nat. Sorvaamalla valmistettujen viilujen paksuudet vaihtelevat tavallisesti välillä 0,6–1,5 mm, mutta vii- lu voi olla myös tätä ohuempaa (Kärkkäinen 1978, Koponen 1998).
Viilulaatuisia tyvitukkeja on koivikoissa vähän.
Luontaisesti karsiutuneissa koivikoissa viilutukeiksi kelpaavien tyvien osuus vaihtelee 0–20 prosentin välillä, ja asiantuntija-arvioiden mukaan keskimää- räinen osuus kaikista tyvitukeista on n. 5 %. On arvioitu, että laadukkaiden koivurunkojen oikea- aikaisella pystykarsinnalla ja laatuharvennuksilla Kuva 1. Havainnollistus yksi- ja kaksivaiheisen pystykarsinnan tuotta-
masta tyvitukin oksaisuusrakenteesta.
voidaan viilutyvien osuutta päätehakkuussa nostaa 20–25 prosenttiin. Viilutukkien hinta määräytyy paikallisen kysynnän runsauden, tukkien laadun ja myytävän tukkierän tilavuuden mukaan. Tyypilli- sesti viilutyvikoivun kuutiometrihinta on 1,5–2,5 -kertainen tavalliseen vanerikoivuun verrattuna.
Koivun elävien oksien pystykarsinnassa perintei- sesti käytetty työväline on ollut oksasaha, kuollei- ta oksia on karsittu myös ns. keppikarsintana eli lyömällä oksa irti runkopuusta. Oksasaksilla tai - leikkureilla tehtävän metsäpuiden pystykarsinnan tuloksista ei ole olemassa tutkimustietoa. Oksasak- silla karsittaessa vältytään kuitenkin eräiltä sahan käyttöön liittyviltä ongelmilta. Leikkausjälki on sile- ämpi eli sieni-infektioille altis pinta-ala on pienempi kuin sahaamalla katkaistussa epätasaisessa pinnassa.
Katkaisukohta on myös helpompi määrittää tarkasti ja oksaa ympäröivä kuori säilyy huolellisesti leika- tessa ehjänä. Sahatessa oksan kuori usein repeää katkaisukohdan ympäriltä sahausvaiheessa tai oksan alkaessa katketa ja pudota. Saha myös lipsahtelee usein taipuisia runkoja karsittaessa, ja sahan selkä- puoli vahingoittaa helposti runkopuuta karsittaessa jyrkässä kulmassa kasvavia oksia.
Tutkimuksen empiirisen osan tavoitteena on tutkia oksasaksilla karsittujen rauduskoivunoksien kyljes- tymisnopeutta ja oksista levinneitä värivikoja. Teo- reettisessa osassa puolestaan määritetään esimerk- kilaskelmien avulla rauduskoivun pystykarsinnan taloudellinen kannattavuus vertaamalla karsittujen ja karsimattomien puiden laatua ja arvoa sekä karsin- tainvestoinnille saatavaa korkoa. Teoreettisen osan tarkastelut tehdään sekä metsänomistajan että tukkia käyttävän vaneri- ja viiluteollisuuden kannalta.
2 Aineisto ja menetelmät
2.1 Koemetsiköt ja maastomittaukset Tutkimuksen empiiriseksi aineistoksi valittiin kolme pystykarsittua rauduskoivikkoa ja vertailuaineistoksi näitä ulkoisilta ominaisuuksiltaan vastaavat kolme karsimatonta rauduskoivikkoa. Vertailuaineistot jouduttiin keräämään eri metsiköistä, jotta molem- piin aineistoihin saatiin myös parhaita valtapuita;
karsituista koivikoista hyvälaatuisia karsimattomia valtapuita ei löytynyt riittävästi. Koivikot sijaitsi- vat Vammalassa, Jämsänkoskella ja Keiteleellä.
Vammalan ja Keiteleen metsiköt olivat viljeltyjä, ja Jämsänkosken metsikkö oli uudistunut luontai- sesti hylätylle peltomaalle. Pystykarsitut koepuut oli karsittu oksasaksilla.
Metsiköistä mitattiin puustoa kuvaavia keskitun- nuksia edustavalta määrältä ympyräkoealoja. Pys- tykarsintavuodet sekä metsänhoidollisten toimen- piteiden ajankohdat selvitettiin metsänomistajien avulla (taulukko 1).
Metsiköiden puut numeroitiin ja jokaisesta met- siköstä arvottiin kymmenen koepuuta siten, että ai- neistoon tuli viisi valtapuuta ja viisi lisävalta- tai vä- lipuuta. Aineistoon ei kuitenkaan hyväksytty useita välipuita, koska niiden karsinta on käytännössä har- vinaista. Myöskään metsikön reunapuita ei hyväk- sytty koepuiksi. Valituista koepuista mitattiin ennen kaatoa latvuskerrosluokka, rinnankorkeusläpimitta, latvusraja ja runkomuoto sekä elävien ja kuolleiden oksien ja oksankyhmyjen eli kyljestyneiden mutta rungon pintaan paisumina näkyvien oksantynkien korkeudet. Tyvi- ja välitukkien sekä latvuksen
Taulukko 1. Koemetsiköt, niiden sijaintipaikkakunnat, tärkeimmät metsikkö- ja puustotunnukset ja tehdyt metsänhoitotoimenpiteet. Lihavoidut ovat karsittuja, lihavoimattomat karsimattomia vertailumetsiköitä.
Metsikkö Paikkakunta Kasvu- Kuvion pinta- Keski- Keski- Keski- Karsinta- Karsinta-
paikka ala, ha ikä, a lpm, cm pituus, m vuosi korkeus, m
1 Vammala OMT 0,3 15 11 14,5 1999 5,5
2 Vammala OMT 0,35 15 11 14
3 Jämsänkoski pelto 1,5 27 17 17 1989–99 4,5–5,5
4 Jämsänkoski pelto 1,5 27 17 17
5 a) Keitele pelto 2,0 33 20 22,5 1985–87 3,0
6 a) Keitele pelto 1,2 33 19 22
a) Ensiharvennus vuonna 1997
laatu ja tukkisaanto arvioitiin silmämääräisesti, li- säksi puun kilpailuasema metsikössä määritettiin kirjaamalla naapuripuiden etäisyys, ilmansuunta ja rinnankorkeusläpimitta. Naapuripuumittausten pe- rusteella laskettiin koepuille kilpailuindeksi (Hegyi 1974), jolla voi selittää mm. kasvunopeutta.
Pystykoepuumittausten jälkeen koepuut kaadet- tiin. Ne katkottiin kahden metrin pölkyiksi siten, että ylimmän pölkyn latva ulottui noin metrin run- gon karsintakorkeuden yläpuolelle. Karsimattomista vertailukoepuista pölkkyjä otettiin vastaavaan kor- keuteen kuin pystykarsituista puista. Tyveltä ja kah- den metrin korkeudelta sahattiin näytekiekko, josta mitattiin laboratoriotyönä vuosilustojen leveydet.
Pölkyistä mitattiin kuivien, lahojen ja elävien oksien sekä pystyoksien lukumäärät ja läpimitat.
Mittaukset tehtiin erikseen pölkyn etelä- ja pohjois- puoliskoista. Muoto- pinta- ja lahovioista kirjattiin alkamis- ja loppumisetäisyys pölkyn tyveltä ja vian todennäköinen syy. Jokainen pölkky koodattiin si- ten, että se voitiin tunnistaa.
2.2 Sahemittaukset
Pölkyt sahattiin Pohjois-Karjalan ammattikorkea- koulun opetussahalla 19 mm:n läpisaheiksi siten, että pölkky halkaistiin aluksi etelä- ja pohjoispuo- liskoiksi. Saheiden täysisärmäisen laudan saanto mi- tattiin ja saheet laadutettiin luokkiin E, A, B, C ja D (Koivun laatukortti 2002). Saheiden laatuluokkien arvot määritettiin kahden kotimaisen koivusahan 25 mm paksun, särmätyn ja puusepänkuivan koi- vusahatavaran myyntihinnan keskiarvona. Saheet pilkottiin pöytäsirkkelillä kunkin oksan kohdalta.
Poikkileikkauksista määritettiin oksien laji (karsit- tu, luontaisesti karsiutunut, karsiutumaton) ja laatu (terve, kuiva, laho) sekä mitattiin oksan läpimitta.
Lisäksi mitattiin tai arvioitiin kyljestymisprosessissa syntyneet oksantapit sekä väri- ja lahovikojen suun- ta, laajuus ja todennäköinen aiheuttaja.
Täydellisesti kyljestyneiden ja vielä kyljestyvien oksien kyljestymiseen kulunut aika kasvukausina laskettiin puun vuosilustoista ja kyljestyneen oksan päällä olevan terveen pintapuun paksuus mitattiin millimetreinä. Oksasta runkopuuhun levinnyt laho määriteltiin kolmeen luokkaan seuraavasti:
1) värivika: lievä värinmuutos, sieni- ja bakteeri-infek- tion aiheuttama lahon esiaste
2) kova laho: lahottajasienen infektoima tummunut puuaine
3) pehmeä laho: puuaine tummunut ja pehmennyt.
Aineiston perusteella laadittiin logaritminen regres- siomalli, joka kuvaa karsittujen oksien kyljestymis- nopeutta. Malli on muotoa
y = exp (b0 + b1x1 + b2x2 + … + bnxn) + ε (1) jossa y on kyljestymismatka millimetreinä, bi ovat mallin selittäjiä ja xi kerrointen estimaatteja.
2.3 Kannattavuustarkastelun lähtötiedot Pystykarsinnan kannattavuus riippuu kustannusten ja tuottojen suuruudesta. Kustannuksia aiheuttavat työvoiman palkkaus, karsintavälineiden hankin- ta, huolto ja korjaus, karsintatyön suunnittelu ja työnjohto sekä matkat. Suunnittelu-, työnjohto- ja matkakustannukset jätettiin niiden satunnaisuuden vuoksi huomiotta tässä tutkimuksessa, kuten aiem- missakin pystykarsinnan kustannuksia käsitelleissä raporteissa on menetelty (mm. Kaivola 1996). Palk- kakustannuksena käytettiin metsäalan työehtosopi- muksen (1.3.2004–15.2.2005) mukaisia palkka- ja sivukuluja, joiksi muodostui 13,48 €/h.
Karsintavälineinä oletettiin käytettävän Fiskarsin oksasaksia ja monitoimileikkureita, joiden hankinta- kustannus vuonna 2004 oli 85 €. Huolto- ja korjaus- kustannuksena käytettiin 0,05 € per työtunti (Kaivo- la 1996). Koska rauduskoivun pystykarsinnan jou- tuisuudesta oksasaksilla ei ole tehty aikatutkimusta, työn tuottavuus määriteltiin asiantuntija-arvioiden perusteella 25–40 rungoksi tunnissa, karsintakor- keudesta ja puuston oksikkuudesta riippuen.
Useiden yritysten asiantuntijoiden haastattelujen pohjalta kannattavuuden laskennassa päädyttiin käyttämään lähtökohtaisena viilutukin hinnan odo- tusarvona päätehakkuussa 120 €/m3. Käytännössä tämänhintainen viilutukkierä sisältää sekä kotimaan- että vientilaatuisia tukkeja. Kannattavuuden lasken- nassa otettiin huomioon myös pystykarsintatyölle saatava kestävän metsätalouden rahoitustuki.
Pystykarsinnan vaikutusta koivun läpimitan kas-
vuun tutkittiin karsittujen ja karsimattomien vastin- parimetsiköiden lustonleveysnäytteistä verrannollis- ten parien t-testin avulla. Eroja värivian leviämisessä oksasta runkopuuhun ja karsittujen ja luontaisesti karsiutuneiden oksien kyljestymisaikojen eroja karsittujen ja karsimattomien metsiköiden välillä tutkittiin niin ikään t-testin avulla.
2.4 Kannattavuus metsänomistajalle
Tutkimuksen laskentaosassa on paljon oletuksia, jotka vaikuttavat kannattavuuteen. Mm. tukkien ja niistä saatavien tuotteiden laskennalliset arvot ovat nykytilanteeseen perustuvia asiantuntija-arvioita, jotka voivat muuttua lyhyelläkin aikavälillä. Tämän vuoksi tuloksiin tulee suhtautua suuntaa antavina esimerkkitapauksina.
Pystykarsinnan taloudellisia vaikutuksia met- sänomistajalle tutkittiin vertaamalla karsittujen ja karsimattomien metsiköiden puutavaralajisuhteita päätehakkuussa. Parantunut oksaisuuslaatu johtaa tyvitukkien siirtymään halvemmista puutavarala- jeista kalliimpiin, lähinnä vaneritukista viilutukiksi, mutta myös kuitupuusta vaneritukiksi. Karsintatyön kannattavuuden herkkyyttä olosuhteiden muutoksil- le tutkittiin vaihtelevilla puutavaralajien kantohin- noilla, eri pystykarsintakorkeuksilla ja -kustannuk- silla, korkokannoilla ja kasvupaikkatyypeillä. Tässä osassa tutkittiin myös karsittujen koivikoiden kan- nattavimpia kiertoaikoja, päätehakkuuläpimittoja ja yksi- ja kaksivaiheista karsintaa eri korkeuksille.
Tarkasteluissa käytettiin puutason kasvumalleihin perustuvaa Metsäntutkimuslaitoksen Motti-ohjel- mistoa (Salminen ym. 2005), tämän tutkimuksen empiirisessä osassa laadittua kyljestymismallia sekä investoinnin taloudellista kannattavuutta kuvaavia laskentamenetelmiä ja tunnuslukuja. Motti-ohjel- mistolla simuloitiin metsiköiden puuston kehitystä karsintahetkestä päätehakkuuseen. Motti-ohjelmis- tossa puuston kehitys simuloidaan puukohtaisilla kasvumalleilla (Hynynen ym. 2002). Ohjelmiston kasvumallit eivät ota huomioon karsinnan mahdol- lisesti aiheuttamia muutoksia puun kasvuun. Kuol- leiden oksien ja alimpien elävien oksien karsinnan vaikutus puiden kasvuun on kuitenkin enimmillään- kin vähäinen.
Karsittujen oksien kyljestymismatkaa kuvaavaa
regressiomallia sovellettiin laskettaessa oksattoman pintapuun tilavuutta, kun runkoja oli kasvatettu Mot- ti-ohjelmistolla eri päätehakkuuläpimittoihin. Lisäk- si laskettiin pintapuun tilavuusosuudet pölkyn eri lä- pimittavaihtoehdoilla. Myös yksi- ja kaksivaiheisen pystykarsinnan aiheuttamat erot oksaisen sydänosan muodossa ja tilavuudessa otettiin huomioon laskel- missa. Runkojen ja pölkkyjen tilavuudet laskettiin Laasasenahon (1982) koivun runkokäyrämallin ja Newtonin kaavan (esim. Kangas ja Päivinen 2000) avulla.
Laskennallisena päätehakkuutiheytenä pidettiin 400 runkoa/ha. Nykyarvo (NPV) on metsikön nyky- hetkeen diskontattu päätehakkuutulo. Hakkuutulot ja useampivaiheisen karsinnan kulut on diskontattu kahden prosentin korkokannalla karsintavuoteen eli karsintasijoituksen alkamisajankohtaan. Hakkuutu- loja laskettaessa 25 % karsituista tyvistä arvioitiin asiantuntijoiden avulla viilutyviksi, 65 % normaa- liksi vaneritukeiksi ja 10 % kuitupuuksi. Vastaavat luvut karsimattomilla tyvillä olivat 5 %, 80 % ja 15 %. Poikkeuksen muodosti yksivaiheinen karsinta 5,5 metrin korkeuteen, jossa karsinta on tehty latvus- suhteen säilyttämiseksi riittävänä (vähintään 50 %) kolme vuotta muita vaihtoehtoja myöhemmin. Myö- hemmän karsinnan oletettiin laskevan viilutyvien osuutta päätehakkuussa viidellä prosenttiyksiköllä 20 prosenttiin. Siirtymä tapahtuu vaneritukiksi. Kui- tupuun ja raakin osuuksia määriteltäessä on käytet- ty Mehtätalon (2002) tukkivähennysmallia, Tapion taskukirjan tukkivähennystaulukoita ja tutkimuksen mittausaineistoa.
2.5 Kannattavuus vaneri- ja viiluteollisuudelle
Karsinnan vaikutusta vaneri- ja viiluteollisuuden raaka-aineeseen tarkasteltiin muuttuneiden viilun laatujakaumien pohjalta. Laskentaosassa kasva- tettiin teoreettista koivikkoa, joka vastasi ominai- suuksiltaan keskimääräistä, nykyisten suositusten mukaan pystykarsittua metsikköä. Metsikön ikä karsintahetkellä oli 10 vuotta, rinnankorkeusläpi- mitta 80 mm, pituus 9 m ja karsittuja puita oli 500 kpl/ha. Pinta- ja sydänviilun määrät laskettiin ok- sien kyljestymismallin avulla. Laskennassa tukin oletettiin olevan täysin suora, ja sen kapeneminen
määritettiin Laasasenahon (1982) runkokäyrämallin mukaan. Tyvitukki jaettiin 1300 mm:n sorvipölkyik- si ja niille laskettiin pinta- ja sisäviilun saannot ja hävikki (vrt. kuva 1).
Oksattoman pintapuun ja oksaisen sydänosan saannot jaettiin laatuluokkiin A, B ja C siten, että 80 % pintaviiluista kuului luokkaan A, ja 20 % siir- tyi B:hen mahdollisten värivikojen ja epätasaisen syykuvion vuoksi. Sydänviiluista 25 % kuului luok- kaan B ja 75 % luokkaan C. Käytetty luokitus on yh- distetty viilua sorvaavien yritysten käyttämistä 3–5 -luokkaisista jaotteluista. Näin ollen laatuluokkien reaalisia arvoja ei ollut käytettävissä, ja laskennassa käytettävät arvot perustuvat asiantuntijahaastatteluin määritettyihin indeksiarvoihin, jotka olivat: A = 3,2;
B = 1,6 ja C = 1.
3 Tulokset
3.1 Karsinnan vaikutus puun kasvuun Vammalan koemetsiköissä karsittujen ja karsimatto- mien puiden välillä ei ollut eroa läpimitan kasvussa.
Jämsänkoskella karsimaton metsikkö oli kasvanut hieman nopeammin ja Keiteleellä hieman hitaam- min kuin karsitut vertailumetsiköt. Erot johtunevat pikemminkin kasvupaikkatekijöistä kuin karsin- nasta. Muutokset karsittujen koepuiden läpimitan kasvuissa karsintaa seuraavina vuosina olivat vas- taavalla tavalla havaittavissa myös karsimattomien vertailumetsiköiden puissa. Kasvun muutokset joh- tuivat siis todennäköisemmin kasvuolosuhdetekijöi- den (sademäärä, lämpötila…) muuttumisesta kuin karsinnasta. Naapuripuumittausten perusteella las- ketut kilpailuindeksit eivät korreloineet koepuiden kasvunopeuden kanssa.
3.2 Oksista levinneet laho- ja väriviat
Erityisesti suurista, yli 15 mm paksuista karsituista oksista leviää värivikoja oksaa ympäröivään puuai- neeseen. Vika leviää useimmiten oksan ylä- ja ala- puolelle sekä sivuille päin (taulukko 2). Värivian leviäminen pintaan päin on sen sijaan harvinaista:
ainoastaan yhdessä 940 mitatusta karsitusta oksasta
värivika oli levinnyt kohti pintaa. Jos havaittiin kar- sittaessa aiheutettu rungon tai oksakauluksen kuo- rivaurio, siitä oli levinnyt värivikaa runkopuuhun lähes poikkeuksetta.
Vaikka värivikoja oli levinnyt noin joka kymme- nennestä karsitusta oksasta tangentin suuntaan sekä ylös tai alas rungon pituussuunnassa, niin laajalle edenneet viat olivat harvinaisia (taulukko 2). Tan- gentin suuntaan levinneistä vioista ainoastaan 9 % on edennyt kauemmas kuin 10 millimetrin päähän oksasta. Värivikaa ylös- ja alaspäin levittäneiden oksien osuus on käytännössä sama kuin sivulle le- vittäneiden, mutta rungon pituussuunnassa värivi- an eteneminen on ollut nopeampaa, pienten oksien muutamista millimetreistä suurten oksien useisiin senttimetreihin per vuosi. Oksan katkaisukohdasta ytimen suuntaan väri- tai lahovikoja runkopuuhun oli levittänyt 5,3 % oksista. Näistä vioista 3,3 % oli edennyt oksan suuntaisesti puun ytimeen asti.
Suurin osa mitatuista oksista oli tiettävästi karsittu elävinä, mutta koska oksan karsintahetken laatua ei voitu määrittää, niitä ei luokiteltu elävinä ja kuol- leina karsittuihin.
Oksan läpimittaan 15 mm asti oli karsituista oksis- ta levinnyt värivikaa suunnilleen yhtä laajalle kuin luontaisesti karsiutuneista oksista. Lukumääräisesti sen sijaan useampi luontaisesti karsiutunut kuin kar- sittu oksa levitti värivikaa. Alle 15 mm:n läpimit- taisista karsituista oksista noin joka kymmenes, 16–
20 mm:n oksista joka neljäs ja yli 20 mm:n oksista yli puolet levitti värivikaa. T-testin mukaan sillä, on- ko oksa karsittu vai luontaisesti karsiutunut, ei ollut yhteyttä värivian esiintymisen todennäköisyyteen, kun kaikkien metsiköiden ja oksaläpimittojen tieto- ja vertailtiin samanaikaisesti (testien p-arvot ylös, alas, sivuille, ytimeen ja pintaan päin 0,117–0,969).
Tilastollisesti merkitseviä eroja oksan karsiutumis- tavan ja värivikojen esiintymisen todennäköisyy- den välillä ei myöskään havaittu, kun karsittujen ja karsiutuneiden oksien levittämiä vikoja tutkittiin metsikköpareittain (p-arvot: 0,106–0,958).
3.3 Oksien kyljestyminen
Kyljestymisaika tarkoittaa tässä yhteydessä vuosi- lustojen lukumäärää oksantyngän päästä virheettö- mien vuosilustojen alkupisteeseen mitattuna. Se on
Taulukko 2. Karsiutuneista ja karsituista oksista runkopuuhun levinneet laho- ja väriviat koko aineistossa 5 mm:n oksaläpimittaluokittain.
Tangentin Ylös- Alas- Pintaa Ydintä Ytimeen
suuntaan päin päin kohti kohti asti
1–5 mm Karsiutuneet % 13,1 14,1 14,6 0,2 3,5 2,7
oksat N 86 93 96 1 23 18
(N=659) Keskiarvo, mm 4,3 14,4 14,0 5,0 15,0
Karsitut % 8,5 8,5 9,0 0,9 0,9
oksat N 18 18 19 2 2
(N=212) Keskiarvo, mm 2,2 13,5 17,8
6–10 mm Karsiutuneet % 15,2 17,3 14,5 0,4 6,4 3,4
oksat N 102 116 97 3 43 23
(N=669) Keskiarvo, mm 4,0 32,2 32,1 12,7 8,4
Karsitut % 9,4 10,4 9,4 3,4 1,9
oksat N 49 54 49 18 10
(N=519) Keskiarvo, mm 4,9 36,2 28,9 5,0
11–15 mm Karsiutuneet % 18,5 20,7 14,9 8,6 4,5
oksat N 41 46 33 19 10
(N=222) Keskiarvo, mm 4,9 39,5 39,4 6,7
Karsitut % 8,9 10,1 10,1 0,6 9,5 5,7
oksat N 14 16 16 1 15 9
(N=158) Keskiarvo, mm 5,3 17,0 25,0 1,0 8,5
16–20 mm Karsiutuneet % 14,0 27,9 16,3 18,6 7,0
oksat N 6 12 7 8 3
(N=43) Keskiarvo, mm 15,5 143,7 120,7 8,6
Karsitut % 26,8 39,0 34,1 31,7 19,5
oksat N 11 16 14 13 8
(N=41) Keskiarvo, mm 8,4 32,2 26,1 7,2
yli 20 mm Karsiutuneet % 66,7 66,7 33,3 66,7 66,7
oksat N 2 2 1 2 2
(N=3) Keskiarvo, mm 7,0 15,5 26,0
Karsitut % 55,6 66,7 55,6 22,2 22,2
oksat N 5 6 5 2 2
(N=9) Keskiarvo, mm 8,0 82,3 252,4
Kaikki oksat Karsiutuneet % 14,9 16,9 14,7 0,3 6,0 3,5
oksat N 237 269 234 4 95 56
(N=1596) Keskiarvo, mm 4,6 32,2 28,3 10,8 8,9
Karsitut % 10,3 11,7 11,0 0,1 5,3 3,3
oksat N 97 110 103 1 50 31
(N=940) Keskiarvo, mm 5,0 31,7 36,8 1,0 6,7
siis eri asia kuin todellinen kyljestymisaika, joka voi esim. luontaisesti pitkään tynkään karsiutuneen oksan kohdalla olla useita vuosia pidempi. Karsit- tujen ja luontaisesti karsiutuneiden ja täydellisesti umpeenkasvaneiden oksien oksantappien ja kyljes- tymisaikojen erot olivat t-testin mukaan merkitseviä (p = 0,038). Karsittujen oksien kyljestymisajat olivat keskimäärin 0,2 vuotta luontaisesti karsiutuneiden
oksien kyljestymisaikoja lyhyempiä, vaikka karsitut oksat olivat aineistossa keskimäärin 0,9 mm paksum- pia kuin karsiutuneet oksat. Luontaisesti karsiutu- neiden oksien oksantapit olivat keskimäärin 0,8 mm karsittujen oksien oksantappeja lyhyempiä.
Pieniläpimittaiset oksat kyljestyivät suuria no- peammin. Lisäksi karsitut oksat läpimittaluokissa 1–20 mm kyljestyivät hieman nopeammin kuin
luontaisesti karsiutuneet oksat. Yli 20 mm:n oksien kyljestymiseen kuluvan ajan arviointi on havaintojen vähäisen lukumäärän vuoksi epävarmaa. Oksan kyl- jestymismatkaa eli oksan katkaisukohdan ja virheet- tömän pintapuun alkamiskohdan välistä etäisyyttä millimetreinä kuvaavassa mallissa (taulukko 3) on selittävinä muuttujina oksan karsintahetken läpimitta (mm), puun rinnankorkeusläpimitta karsintahetkellä (mm), vuosiluston keskimääräinen leveys kahden metrin korkeudella maanpinnasta (mm), oksan kor- keus maanpinnasta (dm) ja puun latvuskerros.
3.4 Sahatavaran laatujakaumat ja arvot Kuvassa 2 esitetään erikseen koko tutkimusai- neiston tukeista saatujen sahatavarakappaleiden ja pintasaheiden laatuluokkajakaumat. Pystykarsinta
lisäsi oksattomien ja vähäoksaisten saheiden osuut- ta tyvitukeissa. Karsinnalla oli suurin vaikutus yli 65 mm:n etäisyydeltä ytimestä saatujen saheiden laatujakaumiin.
Karsittujen tyvipölkkyjen pintalaudoissa arvok- kaimpien E- ja A-laatujen osuus oli 50–67 %, kun karsimattomissa pölkyissä osuudet olivat 0–11 %.
Suurin karsinnan aiheuttama siirtymä tapahtui pin- tasaheissa C-laadusta B-, A- ja E-laatuihin. Pys- tykarsituista pölkyistä sahatut laudat jakautuivat karsimattomia tasaisemmin laatuluokkien välille.
Karsinta lisäsi arvokkaiden laatuluokkien osuutta myös tarkasteltaessa kaikkien metsiköiden tyvi- tukkien saheiden laatuja yhdessä. Pystykarsituista tyvitukeista sahattu sahatavara oli 1,27–1,62 kertaa arvokkaampaa kuin karsimattomista tyvitukeista sahattu sahatavara.
Taulukko 3. Oksan kyljestymismatkaa kuvaava logaritminen regressiomalli. Mallin sovellusalue on 3–20 mm:n oksille, jotka sijaitsevat korkeudella 0–55 dm maanpinnasta. Mallin keskivirhe on 0,4 mm.
Kerroin b Keskivirhe t p-arvo
Vakiotermi 1,959 0,164 11,971 0,000
Latvuskerros = 1 a) 0,350 0,101 3,466 0,001
Puun d1,3 karsintahetkellä, mm 0,004 3,208 3,302 0,001
Oksan läpimitta karsintahetkellä, mm 0,059 18,775 7,989 0,000
Vuosiluston keskimääräinen leveys 2 m korkeudella, mm –0,256 16,631 –7,519 0,000
Oksan etäisyys maanpinnasta, dm –0,014 15,952 –7,362 0,000
R2: 0,380
a) Latvuskerrosluokat 2 ja 3 (lisävalta- ja välipuut) ovat tarkastelun lähtötasona.
Kuva 2. Koko aineiston saheiden (karsittu ja karsimaton 1) sekä pintasaheiden (karsittu ja karsi- maton 2) jakautuminen laatuluokkiin E–D.
3.5 Oksattoman pintapuun määrä
Aineiston koepuut olivat vielä nuoria. Pystykarsi- tuista puista oksatonta pintapuuta oli muodostunut joka neljänteen ja vastaavalle korkeudelle tarkas- telluista karsimattomista vertailupuista vain joka kymmenenteen.
Kaksivaiheinen karsinta voidaan karsintakorkeu- desta riippuen aloittaa 2–3 vuotta yksivaiheista kar- sintaa aikaisemmin. 2–3 vuoden viivästys karsinnan aloittamisessa kasvattaa puun rinnankorkeusläpi- mittaa n. 2 cm. Kaksivaiheisessa karsinnassa puun oksaisen sydänosan tilavuusosuus pienenee erityi- sesti puun tyviosissa ja oksatonta pintapuuta saadaan myös verraten pieniläpimittaisista tyvitukeista. Se, karsitaanko yksi- vai kaksivaiheisesti ja mille korke- uksille, vaikuttaa oksattomien saheiden tai viilujen osuuteen selvästi (taulukko 4).
3.6 Pystykarsinnan taloudellinen hyöty metsänomistajalle
Taulukossa 5 on esitetty pystykarsinnan vaikutus päätehakkuussa saatavien kantorahatulojen nyky- arvoon.
Investoinnin sisäisen korkokannan (IRR) mukaan yksivaiheinen pystykarsinta 4,5 metrin korkeuteen tuottaa parhaan koron karsintatyön kustannuksille.
Toiseksi parhaan koron tuottaa yksivaiheinen kar- sinta 5,5 m korkeuteen ja huonoimman koron kak- sivaiheinen karsinta 4,5 metrin korkeuteen. IRR:n mukaan jokaisessa karsintavaihtoehdossa päätehak- kuu kannattaa tehdä heti kun viilutyvien vähimmäis- läpimitta on saavutettu.
Nettonykyarvon mukaan kustannuksiltaan kallein menetelmä, kaksivaiheinen karsinta 5,5 metrin kor- keuteen, on myös kannattavin suurimman NPV:n ollessa 662 €/ha, kun päätehakkuu tehdään rinnan- korkeusläpimitassa 29 cm. Toiseksi paras NPV, 613 €/ha, on yksivaiheisella karsinnalla 4,5 metrin korkeuteen päätehakkuuläpimitassa 30 cm. Kolman- neksi paras vaihtoehto NPV:lla 555 €/ha on yksi- vaiheinen karsinta 5,5 metriin ja päätehakkuu, kun rinnankorkeusläpimitta on 29 cm. Huonoin vaihto- ehto on 2-vaiheinen karsinta 4,5 metrin korkeuteen, mutta sekin on taloudellisesti kannattavaa.
Koivun pystykarsinnan kannattavuus metsänomis- tajalle riippuu viilu- ja vaneritukeista maksettavasta kantohinnasta, viilutukkien osuudesta koko tukki- kertymästä ja kasvupaikan viljavuudesta. Alhaisilla viilutukin kantohinnoilla yksinkertaisimmat karsin- Taulukko 4. Sahauksessa tai sorvauksessa hyödynnettävän oksattoman pintapuun tila-
vuus pystykarsintakorkeuden pituisissa tukeissa. Ensimmäinen sarake kertoo rungon kuorettoman rinnankorkeusläpimitan päätehakkuuhetkellä ja seuraavissa on eripituisten pölkkyjen kokonaistilavuus (Vpö) ja oksattoman pintapuun tilavuus litroina (Vpp) sekä pintapuun suhteellinen osuus pölkyn kokonaistilavuudesta (Vpp %).
Rungon Pölkyn pituus 4,5 m Pölkyn pituus 5,5 m Pölkyn pituus 5,5 m d1,3 1- ja 2-vaiheinen karsinta 1-vaiheinen karsinta 2-vaiheinen karsinta
d1,3 karsintahetkellä: 8 cm d1,3 karsintahetkellä: 10 cm d1,3 karsintahetkellä: 8 cm
cm Vpö Vpp Vpp % Vpö Vpp Vpp % Vpp Vpp %
25 211 76 36,0 250 55 21,9 93 37,2
26 225 92 40,8 271 74 27,4 112 41,4
27 239 109 45,4 286 84 29,4 122 42,8
28 254 126 49,5 302 95 31,3 133 43,9
29 270 144 53,3 325 116 35,6 154 47,3
30 287 153 53,4 340 138 40,5 176 51,7
31 305 163 53,3 359 149 41,5 187 52,2
32 320 172 53,8 376 161 42,7 199 52,9
33 337 182 54,0 394 172 43,7 210 53,4
34 358 192 53,6 421 184 43,8 222 52,9
35 381 202 53,0 448 209 46,6 247 55,1
tamenetelmät ovat kannattavimpia, erityisesti yksi- vaiheinen karsinta 4,5 metrin korkeuteen. Viiluty- vitukin kantohinnan noustessa yli 102 euroon kuu- tiometriltä kahdessa vaiheessa tehtävä karsinta 5,5 metriin muuttuu kannattavimmaksi menetelmäksi.
Vaneritukin kantohinnan muutos vaikuttaa pys- tykarsinnan kannattavuuteen. Pieni kantohinnan vaihtelu ei vaikuta merkittävästi, mutta voimakas vaneritukin kantohinnan kohoaminen nostaa karsi- mattomien puiden arvoa enemmän kuin karsittujen puiden, ja karsinnan kannattavuus laskee. Vaneritu- kin kantohinnan vaikutus eri karsintamenetelmien kannattavuuteen on lähes suoraan verrattavissa menetelmän kustannuksiin. Edullisilla karsintame- netelmillä vaneritukin hinnan kohoamisen vaikutus kannattavuuteen on hitaampaa kuin kalliilla mene- telmillä.
Myös metsätyypillä on selvä vaikutus koivun pystykarsinnan kannattavuuteen puuston kiertoajan vaihteluiden kautta. Karummilla kasvupaikoilla kar- sintasijoituksen kannattavuus heikkenee. Yleisim- mällä rauduskoivun kasvupaikalla, lehtomaisella kankaalla tai sitä ravinteikkuudeltaan vastaavalla peltomaalla, karsintasijoitus on nettonykyarvoltaan karsintamenetelmästä riippuen noin 100 €/ha alhai- sempi kuin vastaava sijoitus olisi lehdossa. Rehe-
vämpiin kasvupaikkoihin verrattaessa rauduskoivun kiertoaika pitenee n. 15–30 vuotta tuoreella kankaal- la. Samalla karsintasijoituksen nettonykyarvo laskee noin 200–400 €/ha suhteessa lehdon tai lehtomaisen kankaan nettonykyarvoihin vastaavilla karsintame- netelmillä ja päätehakkuuläpimitoilla. Yksivaiheinen karsinta 4,5 metrin korkeuteen on tuoreen kankaan koivikoissa kannattavinta sekä NPV:n että IRR:n mukaan. Päätehakkuu kannattaa tehdä 26 cm:n rin- nankorkeusläpimitassa tai välittömästi tyvitukkien saavutettua viilutukin läpimitan.
Viilutyvien osuuden lisääntyminen päätehakkuus- sa parantaa karsinnan kannattavuutta. Kannattavan karsinnan edellyttämät viilutyvien osuuksien (viilu- tyviä kaikista tyvitukeista) raja-arvot päätehakkuus- sa eri karsintamenetelmillä, kun karsimattomassa koivikossa oletetaan viilutyvien osuudeksi 5 % ja korkokannaksi 2 %, ovat:
– 1-vaiheinen karsinta 4,5 metrin korkeuteen 9,4 % – 2-vaiheinen karsinta 4,5 metrin korkeuteen 12,0 % – 1-vaiheinen karsinta 5,5 metrin korkeuteen 9,1 % – 2-vaiheinen karsinta 5,5 metrin korkeuteen 11,1 %.
Kestävän metsätalouden rahoitustuki lisäisi kar- sintasijoituksen kannattavuutta nostamalla sisäistä korkokantaa 1–7,8 %-yksikköä ja nettonykyarvoa Taulukko 5. Karsitun ja karsimattoman koivikon päätehakkuutulojen nettonykyarvojen erotus (NPV) ja karsintasijoituksen sisäinen korkokanta (IRR). Kantohinnat: viilutyvitukki 120 €/m3, vaneri- tukki 40 €/m3, kuitupuu 12 €/m3. Viilutyvitukkien osuus karsituista tyvitukeista on 25 %, vaneritukkien 65 % ja kuitupuun 10 % lukuun ottamatta 1-vaiheista karsintaa 5,5 metriin, jossa viilutyvitukin osuus on 20 % ja vaneritukin 70 %. Kasvupaikka on lehtomainen kangas.
Pääte- 4,5 m, 1-vaiheinen 4,5 m, 2-vaiheinen 5,5 m, 1-vaiheinen 5,5 m, 2-vaiheinen hakkuu Karsintasijoitus 242 €/ha Karsintasijoitus 344 €/ha Karsintasijoitus 287 €/ha Karsintasijoitus 367 €/ha
Ikä d1,3 NPV €/ha IRR % NPV €/ha IRR % NPV €/ha IRR % NPV €/ha IRR %
39 25 576 6,0 474 5,0 505 5,7 601 5,4
41 26 595 5,8 493 4,9 538 5,6 642 5,3
43 27 612 5,7 510 4,8 549 5,4 655 5,1
46 28 612 5,4 510 4,5 543 5,1 648 4,9
49 29 612 5,1 510 4,3 555 4,9 662 4,7
52 30 613 4,9 511 4,2 541 4,6 646 4,4
55 31 612 4,7 510 4,0 536 4,4 639 4,2
58 32 602 4,5 500 3,9 524 4,2 625 4,1
62 33 578 4,3 476 3,7 498 4,0 593 3,9
66 34 562 4,1 460 3,5 486 3,8 578 3,7
70 35 547 3,9 445 3,4 472 3,7 561 3,5
121–277 €/ha tukivyöhykkeestä, karsintamenetel- mästä ja päätehakkuuajankohdasta riippuen.
Rauduskoivikon pystykarsintainvestoinnin kannat- tavuus ei ole erityisen herkkä karsintakustannusten kasvulle. Jos viilutyvien osuus, hinta päätehakkuus- sa ja muut tulonmuodostukseen vaikuttavat tekijät pysyvät tässä tutkimuksessa esitetyllä tasolla, jo- kainen karsintatapa kestää vähintään 148 prosentin kustannusnousun, pysyen vielä kannattavana. Kus- tannusten nousu vaikuttaa voimakkaimmin kaksivai- heisiin karsintatapoihin. Tutkimuksessa käytetyillä lähtötiedoilla yksivaiheinen karsinta 4,5 metriin tai kaksivaiheinen karsinta 5,5 metriin olivat kaikissa tapauksissa kannattavampia kuin muut karsintame- netelmät.
3.7 Pystykarsinta vaneri- ja viiluteollisuuden kannalta
Pystykarsinta lisää arvokkaimpien oksattomien vii- lulaatujen osuutta tyvitukkien kokonaisviilusaannos- ta. Kaksivaiheinen karsinta 5,5 metrin korkeuteen tuotti eniten oksatonta pintapuuta. Tukkipuun kuo- rettoman rinnankorkeusläpimitan ollessa 25–35 cm, hyödynnettävän pintapuun osuus pystykarsitun ty- vitukin tilavuudesta oli 64,1–74,3 %. Läpimitan kasvaessa oksattoman pintapuun suhteellinen osuus rungon kokonaistilavuudesta kasvaa.
Arvokkaimman A-laadun saanto sorvauksessa lisääntyi tukin läpimitan kasvaessa kaikilla tutki- tuilla karsintamenetelmillä. Oksattoman pintapuun osuuden suhteellinen kasvu oli erityisen suurta kuo- rettoman läpimitan kasvaessa 25 cm:stä 30 cm:iin, sen osuus saannosta oli tukin läpimitasta ja karsin- tamenetelmästä riippuen 55,6–75,4 %.
Karsimattomilla viilutukeilla keskimääräinen A- laadun saanto on asiantuntija-arvioiden mukaan n.
35 %. Tässä käytetyn laskentatavan mukaan kar- sinta lisäsi A-laadun osuutta viilun kokonaissaan- nosta 18,8–35,4 %-yksikköä (kuva 3). C-laadun osuus pieneni tukin läpimitan kasvaessa ja oksai- sen sydänosan suhteellisen osuuden pienentyessä.
Kaikilla karsintamenetelmillä C-laadun osuus viilun kokonaissaannosta oli tukin läpimitasta riippumatta 11,4–21,9 %-yksikköä pienempi kuin karsimatto- mista viilutukeista sorvatussa viilussa keskimäärin (n. 35 %). B-laatua saatiin karsituista tukeista sor- vatusta viilusta 20,6–21,6 %, kun sen osuus karsi- mattomissa puissa oli n. 30 %.
Pystykarsinta lisää merkittävästi rauduskoivutuk- kien arvoa viilua sorvaavalle teollisuudelle. Karsin- tamenetelmästä riippuen pystykarsitusta rungosta saatava viilu oli 1,19–1,33 kertaa arvokkaampaa kuin karsimattomasta rungosta saatava viilu. Arvo- ero karsittujen ja karsimattomien tukkien välillä lisääntyi tukin läpimitan kasvaessa.
Kuva 3. Viilulaatuisesta tyvitukista sorvatun viilun jakautuminen laatuluokkiin A, B ja C kahdella eri kar- sintamenetelmällä pystykarsituissa ja pystykarsimattomissa puissa.
4 Tulosten tarkastelu
Koivikoita on satunnaistapauksia lukuun ottamatta pystykarsittu oksasaksilla vasta muutamia vuosia.
Tutkimuksen tavoitteena oli tarkastella päätehak- kuuikäisten puiden teknistä laatua ja taloudellista arvoa, joten pidemmän aikaa sitten karsitut koepuut olisivat tarjonneet tutkimukseen edustavamman ai- neiston. Koivun laho- ja värivikojen tiedetään le- viävän ja pahenevan puun vanhetessa (Heiskanen 1958, 1966a, Vuokila 1976, Hallaksela ja Niemistö 1998). Toisaalta – tämänkään tutkimuksen tulosten perusteella – ei ole syytä olettaa, että karsituista ja luontaisesti karsiutuneista oksista alkaneet väriviat leviäisivät eri nopeuksilla runkopuussa. Karsitut ja karsimattomat metsiköt vastasivat ominaisuuksil- taan hyvin toisiaan, joten koemetsiköiden nuori ikä ei vaikeuttanut karsittujen ja karsimattomien puiden keskinäistä vertailua.
Laho- ja värivika-aineisto oli varsin kattava lukuun ottamatta suurimmista oksista levinneitä vikoja. Lä- pimitaltaan yli 15 mm:n karsittuja ja karsiutuneita oksia oli aineistossa yhteensä vain 68 kappaletta.
Eroja värivioissa kuolleina ja elävinä karsittujen oksien välillä ei voitu luotettavasti arvioida, koska oksan karsintahetkisen laadun määrittäminen osoit- tautui useimmissa tapauksissa epävarmaksi.
Tässä tutkimuksessa pystykarsinnasta johtunei- den laho- tai värivikojen osuus oli pienempi kuin aikaisemmissa, oksasahalla karsituista koivuista teh- dyissä tutkimuksissa (Heikinheimo 1953, Heiskanen 1958, Vuokila 1982, Verkasalo ja Rintala 1998). Tu- lokset tukevat myös Vuokilan (1976) havaintoa, että suurin osa pystykarsinnan aiheuttamista lahovioista johtuu karsinnan yhteydessä aiheutetuista oksankau- luksen tai rungon vaurioista tai liian suurten oksien karsimisesta. Tässä tutkimuksessa alle 20 millimet- rin läpimittaisten oksien karsiminen oksasaksilla ei kasvattanut vikaantumisriskiä verrattuna karsimat- tomiin puihin.
Aineiston perusteella laadittua kyljestymismal- lia vastaavaa katkaisupisteen ja kyljestymispisteen välistä etäisyyttä ennustavaa mallia ei ole laadittu aiemmin. Mäkinen (2002) tutki koivun oksan kuo- lemis- ja kyljestymiskohtien välistä etäisyyttä is- tutustiheyden suhteen. Hän havaitsi tiheämmässä kasvaneiden koivujen kyljestäneen kuolleen oksan nopeammin kuin harvassa kasvaneiden koivujen.
Tämä voi selittyä vain oksien läpimittojen eroilla eri kasvatustiheyksissä.
Karsinnan kannattavuuden osalta tämän tutki- muksen tulokset vastasivat Heiskasen (1958) tulosta karsinnan hyödyistä vaneriteollisuudelle. Kannatta- vuutta ei todettu kuitenkaan yhtä hyväksi kuin Ho- lopaisen (1949) ja Kalelan (1950) tutkimuksissa, joissa todettiin riittävän nuorena pystykarsittujen puiden olevan ”moninkertaisesti karsimattomia puita arvokkaampia”.
Onnistunut rauduskoivun pystykarsinta on met- sänomistajalle taloudellisesti kannattavaa. Jos pää- tehakkuu tehdään 29–30 cm:n rinnankorkeusläpimi- tassa, voi karsintasijoitukselle saada 4–5 prosentin tuoton. Pitkäaikaisista metsätalouden sijoituksista on Suomen olosuhteissa yleensä odotettavissa n.
2–3 prosentin tuotto sijoitetulle pääomalle. Sisäi- sen korkokannan mukaan yksivaiheinen karsinta 4,5 metrin korkeuteen ja nettonykyarvon mukaan kaksivaiheinen karsinta 5,5 metriin oli kannattavin sijoitus. Se, kumpi vaihtoehto todellisuudessa on metsänomistajalle edullisempi, riippuu tämän talou- dellisista tavoitteista ja pystykarsintaan käytettävissä olevan pääoman määrästä. Jos metsänomistaja ei laske omalle työlleen kustannuksia, karsinnan kan- nattavuus paranee edellä esitetystä. Sekametsissä vähemmistöpuulajina kasvavien suorarunkoisten ja luontaisesti hyvin karsiutuneiden rauduskoivu- jen pystykarsinta voi olla taloudellisesti erittäin kannattavaa; pienellä työllä voidaan saavuttaa suu- ri arvonlisä. Karsintainvestoinnin kannattavuus ei ole erityisen herkkä tulonmuodostukseen vaikut- tavien tekijöiden muutoksille. Viilutyvien määrän tai hinnan laskun tai karsintakustannusten nousun täytyy olla merkittävä ennen kuin muutos tekee si- joituksesta tappiollisen käytetyllä kahden prosentin korkokannalla.
Kun rauduskoivun pystykarsinnasta halutaan saa- da suurin mahdollinen hyöty, karsinta on aloitettava ennen ensiharvennusta, valtapuiden rinnankorkeus- läpimitan ollessa noin 8 cm ja iän kasvupaikasta riippuen 9–12 vuotta. Karsittaessa on säilytettävä puiden elävän latvuksen osuus vähintään 50 pro- sentissa puun pituudesta. Jos koivut halutaan karsia yli 4,5 metrin korkeuteen, karsinta kannattaa tehdä kahdessa vaiheessa.
Jos metsänomistajalla on riittävästi pääomaa toteuttaa koko suunnitellun alueen pystykarsinta
kaksivaiheisella menetelmällä 5,5 m:n korkeuteen, eikä hänellä ole muita, sisäiseltä korkokannaltaan 4,7 prosenttia tuottoisampia vaihtoehtoisia sijoitus- kohteita tälle pääomalle, kannattaa karsinta tehdä nettonykyarvoltaan parhaimmalla menetelmällä ja päätehakkuu rinnankorkeusläpimitassa 29 cm. Jos sijoitettavaa pääomaa on niukasti ja metsänomistaja ei pysty kustantamaan koko alueen karsintaa, nou- see taloudellisesti kannattavimmaksi vaihtoehdoksi yksivaiheinen karsinta 4,5 metrin korkeuteen ja pää- tehakkuu 29–30 cm:n rinnankorkeusläpimitassa.
Korkokannan nousu vaikuttaa karsintamene- telmien keskinäiseen paremmuuteen huonontaen kalliimpien kaksivaiheisten menetelmien kannatta- vuutta suhteessa yksivaiheisiin menetelmiin. Korko- vaateen noustessa yli 5,4–6,0 prosentin, muodostuu pystykarsinta kannattamattomaksi myös sisäiseltä korkokannaltaan parhaalla menetelmällä eli yksi- vaiheisella karsinnalla 4,5 m:n korkeuteen.
Kannattavuuslaskelmissa ei otettu huomioon mah- dollista sahatukkiosuuden lisääntymistä. Puunmyy- jän on mahdollista lisätä päätehakkuutuloja vaati- malla runkojen erittelyä kaupassa viilu-, saha- ja vaneritukkeihin, jolloin pystykarsinnasta voi hyötyä myös viilutukkeja heikompilaatuisten mutta vaneri- tukkeja 10–30 €/m3 kalliimpien sahatukkien nouse- vana osuutena. Suuri kerralla myytävä viilutyvimää- rä nostaa yleensä viilutyvikoivun yksikköhintaa ja siten metsänomistajan päätehakkuutuloja.
Pystykarsinta on kannattavaa myös tukkeja jalos- tavalle teollisuudelle. Karsituista puista sorvattu vii- lu on keskimäärin 1,26–1,33 kertaa arvokkaampaa pinnoitusviiluteollisuudelle kuin karsimattomista puista sorvattu viilu. Samansuuntaisia tuloksia esitti Vadla (1999). Pystykarsituista tyvitukeista saatava sahatavara on keskimäärin 1,27 kertaa arvokkaam- paa kuin karsimattomista tyvitukeista sahattu. Ero on suurempi jos sydäntavara jätetään tarkastelun ulkopuolelle.
Kiitokset
Tutkimus perustuu Kanniston (2005) Metsäntut- kimuslaitoksen toimeksiannosta Joensuun yliopis- toon tekemään pro gradu -työhön. Maastotöissä ja näytteiden mittaamisessa avustivat metsätaloustek-
nikko Hannu Koivunen ja tutkimusmestari Pekka Järviluoto Metsäntutkimuslaitoksesta. Koesahaukset teki Pohjois-Karjalan Ammattikorkeakoulun sahalla laboratoriomestari Keijo Silfsten. Tutkimuksen ra- hoittivat Puumiesten ammattikasvatussäätiö, Metsä- miesten säätiö ja UPM-Kymmene Metsä. Esitämme lämpimät kiitokset kaikille edellä mainituille henki- löille ja organisaatioille. Erityiskiitokset pystykar- sinta-asiantuntija Martti Kokkoselle tutkimuksen taustavaikuttamisesta.
Kirjallisuus
Hallaksela, A. & Niemistö, P. 1997. Istutuskoivurunkojen väriviat ja niissä esiintyvät mikrobit. Metsäntutkimus- laitoksen tiedonantoja 668: 115–125.
— & Niemistö, P. 1998. Stem discoloration of planted silver birch. Scandinavian Journal of Forest Research 13: 169–176.
Hegyi, F. 1974. A simulation model for managing Jack pine stands. In: Fires, G. (ed.). Growth models for tree and stand simulation. Rapporter och Uppsatser, Institutionen för Skogsproduktion, Skogshögskolan 30: 74–89.
Heikinheimo, O. 1953. Puiden keinollisesta karsimisesta.
Metsätaloudellinen aikakauslehti 12: 399–402.
Heiskanen, V. 1958. Tutkimuksia koivun karsimisesta.
Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 49(3).
68 s.
— 1964. Aikatutkimuksia koivun karsimisesta. Silva Fen- nica 155(6): 1–24.
— 1966a. Tutkimuksia koivujen vikaisuuksista, niiden vaikutuksesta sorvaustuloksiin sekä niiden huomioon- ottamisesta laatuluokituksessa. Acta Forestalia Fenni- ca 80(3): 1–128.
— 1966b. Tutkimuksia rauduskoivikon karsimisen kan- nattavuudesta. Acta Forestalia Fennica 81(2): 1–30.
Heräjärvi, H. 2002. Modelling of internal knot charac- teristics of mature Finnish Betula pendula and Betula pubescens. Julkaisussa: IUFRO Fourth Workshop, Connection between Forest Resources and Wood Qual- ity: Modelling Approaches and Simulation Software.
Harrison Hot Springs, Canada. s. 85–93.
Holopainen, V. 1949. Karsimisen vaikutuksesta vaneri- koivun kantohintaan. Metsätaloudellinen aikakauslehti 12: 415–416.
Huuri, O. & Huuri, L. 1987. Metsäpuiden pystykarsinnan varhaisvaiheet Keski-Euroopassa ja Suomessa. Sum- mary: The early days of forest tree pruning in Central Europe and Finland. Folia Forestalia 265: 1–22.
Hynynen, J., Ojansuu, R., Hökkä, H., Salminen, H., Sii- pilehto, J. & Haapala, P. 2002. Models for predicting stand development in MELA system. Metsäntutki- muslaitoksen tiedonantoja 835. 116 s.
Kaivola, A. 1996. Pystykarsinnan tuottavuus ja kustan- nukset. Työtehoseuran julkaisuja 352. Helsinki. 77 s.
Kalela, E. 1950. Arvokoivikoita kasvattamaan. Koivu- keskus, Helsinki. 14 s.
Kangas, A. & Päivinen, R. 2000. Metsän mittaus. Silva Carelica 35. s. 43–49.
Kannisto, K. 2005. Rauduskoivun pystykarsinta leikkaa- villa oksasaksilla: puun laatu ja työn kannattavuus.
Joensuun yliopisto, metsätieteellinen tiedekunta. Pro gradu -työ. 78 s. + liitteet 6 s.
Koivun laatukortti. 2002. Saatavissa: http://www.profes.
fi/cms/betula_resources/koivunlaatukorttifin.pdf.
Koponen, H. 1998. Puulevytuotanto. Gummerus kirjapai- no Oy. Saarijärvi. s. 1–91.
Kärkkäinen, M. 1978. Käytännön tuloksia koivuviilun saannosta. Folia Forestalia 368. 16 s.
— 1984. Miten koivuun tulisi suhtautua metsätaloudessa.
Silva Fennica 18(1): 71–100.
— 2003. Puutieteen perusteet. Metsälehti kustannus. Hä- meenlinna. 451 s.
Laasasenaho, J. 1982. Taper curve and volume functions for pine, spruce and birch. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 108. 74 s.
Laitakari, E. 1937. Laatupuun kasvattamisesta. Silva Fen- nica 39: 259–270.
Lakari, O. 1920. Tutkimuksia kuusen karsimisesta. Com- municationes Instituti Forestalis Fenniae 2(4). 43 s.
Lappi-Seppälä, M. 1934. Karsimisesta ja sen metsän- hoidollisesta merkityksestä. Acta Forestalia Fennica 40(25). s. 605–618.
Mehtätalo, L. 2002. Valtakunnalliset puukohtaiset tukki- vähennysmallit männylle, kuuselle, koivulle ja haaval- le. Metsätieteen aikakauskirja 4/2002: 575–591.
Mäkinen, H. 2002. Effect of stand density on the branch development of silver birch (Betula pendula Roth) in central Finland. Trees 16: 346–353.
— , Ojansuu, R. & Niemistö, P. 2003. Predicting external branch characteristics of planted silver birch (Betula pendula Roth.) on the basis of routine stand and tree measurements. Forest Science 49(2): 301–317.
Peltola, A. 2005. (toim.). Metsätilastollinen vuosikirja 2004. Metsäntutkimuslaitos. 413 s.
Sairanen, P. 1985. Pystykarsintakokemuksia Neuvosto- liitosta. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 201.
45 s.
Salminen, H., Lehtonen, M. & Hynynen, J. 2005. Reusing legacy FORTRAN in the MOTTI growth and yield simulator. Computers and Electronics in Agriculture 49(1): 103–113.
Vadla, K. 1999. Finérutbytte og -kvalitet hos stammekvis- tet og ikke stammekvistet furu, bjørk og osp. Rapport fra skogforskningen 13/99: 1–27.
Verkasalo, E. & Rintala, P. 1998. Rauduskoivun pystykar- sintavikojen riippuvuus oksien paksuudesta, laadusta ja karsinnan vuodenajasta. Metsätieteen aikakauskirja – Folia Forestalia 2/1998: 151–178.
Vuokila, Y. 1960. Elävien oksien karsimisen vaikutuk- sesta männyn kasvuun. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 52(1). 27 s.
— 1966. Karsiminen ja kasvu. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 66(5). 66 s.
— 1976. Karsimisen vaikutus männyn ja koivun tervey- dentilaan. Folia Forestalia 281. 13 s.
— 1982. Metsien teknisen laadun kehittäminen. Folia Forestalia 523. 55 s.
37 viitettä
